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您当前的位置: 气体分离设备商务网 → 技术交流 --> 气体制备技术 --> 帖子:“氢的制取”
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帖子主题:氢的制取
楼主:游客8850 [2005/6/9 21:44:12]
 制氢的历史很长,方法也很多,传统的方法有以下几种:

1、从合烃的化石燃料中制氢

    这是过去以及现在采用最多的方法。它是以煤、石油或天然气等化石燃料作原料来制取氢气。用蒸汽作催化剂以煤作原料来制取氢气的基本反应过程为:

C+H2O→CO+H

    用天然气作原料、蒸汽作催化剂的制氢化学反应为:

 

    上述反应均为吸热反应,反应过程中所需的热量可以从煤或天然气的部分燃烧中获得,也可利用外部热源。自从天然气大规模开采后,现在氢的制取有96%都是以天然气为原料。天然气和煤都是宝贵的燃料和化工原料,用它们来制氢显然摆脱不了人们对常规能源的依赖。

2、电解水制氢

    这种方法是基于如下的氢氧可逆反应:

 

  分解水所需要的能量△Q是由外加电能提供的。为了提高制氢效率,电解通常在高压下进行,采用的压力多为3.0~5.0MPa。目前电解效率约为50%~70%。由于电解水的效率不高且需消耗大量的电能,因此利用常规能源生产的电能来大规模的电解水制氢显然是不合算的。

3、热化学制氢

    这种方法是通过外加高温热使水起化学分解反应来获取氢气。到目前为止虽有多种热化学制氢方法,但总效率都不高,仅为20%~50%,而且还有许多工艺问题需要解决。依靠这种方法来大规模制氢还有待进一步研究。随着新能源的崛起,以水作为原料利用核能和太阳能来大规模制氢已成为世界各国共同努力的目标。其中太阳能制氢最具吸引力,也最有现实意义。目前正在探索的太阳能制氢技术有以下几种:

(1)太阳热分解水制氢

    热分解水制氢有两种方法,即直接热分解和热化学分解。前者需要把水或蒸汽加热到3000K以上,水中的氢和氧才能够分解,虽然其分解效率高,不需催化剂,但太阳能聚焦费用太昂贵。后者是在水中加入催化剂,使水中氢和氧的分解温度降低到90O~1200K,催化剂可再生后循环使用,目前这种方法的制氢效率已达50%。

(2)太阳能电解水制氢

    这种方法是首先将太阳能转换成电能,然后再利用电能来电解水制氢。

(3)太阳能光化学分解水制氢

    将水直接分解成氧和氢是很困难的,但把水先分解为氢离子和氢氧离子,再生成氢和氧就容易得多。基于这个原理,先进行光化学反应,再进行热化学反应,最后再进行电化学反应即可在较低温度下获得氢和氧。在上述三个步骤中可分别利用太阳能的 光化学作用、光热作用和光电作用。这种方法为大规模利用太阳 能制氢提供了实现的基础,其关键是寻求光解效率高、性能稳定、价格低廉的光敏催化剂。

(4)太阳能光电化学分解水制氢

    这种方法是利用特殊的化学电池,这种电池的电极在太阳光的照射下能够维持恒定的电流,并将水离解而获取氢气。这种方法的关键是如何选取合适的电极材料。

(5)模拟植物光合作用分解水制氢

    植物光合作用是在叶绿素上进行的。自从在叶绿素上发现光合作用过程的半导体电化学机理后,科学家就企图利用所谓“半导体隔片光电化学电池”来实现可见光直接电解水制氢的目标。不过由于人们对植物光合作用分解水制氢的机理还不够了解,要实现这一目标还有一系列理论和技术问题需要解决。

(6)光合微生物制氢

    人们早就发现江河湖海中的某些藻类也有利用水制氢的能力,如小球藻、固氮蓝藻等就能以太阳光作动力,用水作原料,源源不断地放出氢气来。因此深人了解这些微生物制氢的机制将为大规模的太阳能生物制氢提供良好的前景。除了利用太阳能和核能制氢外,从生物质中制氢也正在大力研究之中。目前采用的方法是,利用生物质和有机废料中的碳素材料与溴及水在250℃下作用,形成氢溴酸和二氧化碳溶液,然后再将氢溴酸水溶液电解成氢及溴,溴再循环使用。

第1楼:ZQ1229 [2005/7/2 19:48:19]
DYC-1
原氮经原气阀,氮流量计,除氧器,氢气经加氢阀 ,加氢流量计计量与氮气混合,进行催化除氧。再经冷却器降温,用冷却水使气体降温,进入汽水分离器,分离水份。再经冷凝器,用冷冻水使气体深度干燥,经汽水分离器分离水份。
此时气体可以分别经阀门,进入1组吸附干燥器或2组吸附干燥器吸附干燥,然后经阀门,再经过滤器,纯氮由纯氮出口阀门13送使用地点。
该复式流程,在一只吸附干燥器工作的同时,另一只吸附干燥器可以进行再生处理,再生用气取部分干燥纯氮,通过阀门,再生流量计,阀门送1组吸附干燥器或2组吸附干燥器,加热再生吸附剂,再生废气经阀门进入汽水分离器放空,水份经阀门排出。
DYC-111、高效吸附剂和高效过滤器除去氮气中的杂质氧、水汽和尘埃等。本装置采用复式流程,一组工作,同时另一组再生、待用。两组交替使用,设备可以长期连续运行。
复式流程,每一组由除氧器、冷却水、干燥器串联组成,可以一组工作,同时另一组可以进行再生处理,相互交替工作和再生,以保证设备连续运行。
1组工作时,原料氮气级阀,过原气流量计,经阀进入1组除氧器,利用脱氧剂除氧,经1组冷却器冷却后,进入 1组干燥器,利用分子筛吸附性可以同时除去水份等杂质,然后气体经阀和过滤器,再经阀,由纯气出口送入使用点。
2组再生时,取一部分纯氮气通过再生流量计,阀,同时打开加氢阀,纯氢通过加氢流量计与氮气混合后,经阀送入2组干燥器,进行加热冲洗再生,再生气经2组冷却器冷却,进入2组除氧器,利用氢气对除氧器进行再生处理,再生气经阀放空。
 FC 
气体纯化装置采用分子筛吸附剂进行变温吸附,纯化干燥气体。可与本厂液氨制氢炉配套使用,也可用于氢、氮、氧和压缩空气等钢瓶气体的深度干燥
复式流程,用两只吸附干燥器并联,一只工作,同时另一只可以进行再生处理。相互交替工作和再生,以保证连续运行。干燥器在常温下工作在加温至350℃下冲气再生。
原料分解气体通过入口阀V9经阀V1进入干燥器I,利用分子筛对NH3和H2O的共吸附可以同时除去残氨和水份,然后气体经阀V7和过滤器,再经阀V10由纯气出口送使用点。
与此同时在过滤器后,取一部分纯气通过阀V12和再生流量计,再经阀V6送入干燥器Ⅱ,进行加热冲洗再生,再生废气经V4后通过气水分离器后放空。再生后打开排污阀V11排出水分。
QYC
以工业普氢为原料,通过催化除氧,冷凝和吸附两级干燥,以及过滤除尘,可以除去氢中杂质氧,水汽和尘埃颗粒等,获得高纯氢气。
原氢接如原气阀,原氢流量计,除氧器,进行催化除氧。再经冷却器冷凝降温,用冷凝水使气体降温,进入汽水分离器,分离水分。
此时气体可以分别经阀门,进入1组吸附器或2组吸附器吸附干燥,然后经阀门,再经过滤器,由纯氢出口送使用地点。
该复式流程,在一只吸附器工作的同时,另一只吸附器可以进行再生处理,再生用气取部分干燥纯氢,通过再生流量计,阀门送1组吸附器或2组吸附器,加热再生吸附剂,再生废气经阀门进入汽水分离器放空,水分经阀门排出。
YC
本装置系采用非蒸散型锆铝16吸气剂及5A分子筛为净化剂。在一定的温度下,吸气剂可与氩气中的微量杂质O2、N2、H2、H2O、CO、CH4等等形成稳定的化合物或固溶体,从而达到对氩气精制之目的。
本装置净化器采用特殊结构,具有接触面积大、阻力小、净化效果高、热功耗损少等优点。
本装置可与区熔硅单晶炉配套使用,也可用于激光器、溅射、半导体生产、气相色墙仪、特殊灯泡、稀有金属加工等需要用高纯氩气的生产技术领域。
制氮机采用气体分离工艺将空气中的氮气和氧气,采用分离方式制取氮气。

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